Расчет загрузки и оценка мореходных качеств транспортного рефрижератора типа «Олюторский Залив»

Задание.

Выполнить расчет загрузки и оценку мореходных качеств транспортного рефрижератора типа «Олюторский Залив» вариант №8, заполненного грузом – сухие фрукты в ящиках — из порта Владивосток в порт Литтлтон (дистанция перехода 5938 м.миль).

Содержание:

Введение стр. 4
1. Расчет загрузки стр. 5
2. Грузовой план стр. 7
3. Расчет посадки и остойчивости судна на «Отход» стр. 8
4. Расчет посадки и остойчивости на «Приход» стр. 10
5. Проверка грузового плана стр. 12
5.1. Проверка посадки стр. 12
5.2. Проверка остойчивости стр. 13
5.3. Проверка местной прочности стр. 14
5.4. Проверка общей прочности стр. 15
6. Корректировка грузового плана стр. 16
7. Расчет критериев остойчивости стр. 18
8. Расчет непотопляемости стр. 21
9. Расчет реакции грунта стр. 24
10. Расчет балластировки судна стр. 25
11.Расчет буксировочного сопротивления и
эффективной мощности двигателя стр. 27
Заключение стр. 30
Список литературы стр. 31

Введение

Целью курсового проектирования является овладение навыками самостоятельного расчета оптимальной загрузки судна на предстоящий рейс по материалам Информации об остойчивости с учетом конструктивных особенностей судна, свойств перевозимого груза, обеспечения остойчивости и непотопляемости на период рейса, а так же получение теоретических и практических знаний о методике расчетов в различных аварийных ситуациях.
Для достижения указанной цели в курсовом проекте поставлен ряд задач:
-составление грузового плана, обеспечивающего перевозку максимального количества заданного груза;
-проверка и при необходимости корректура грузового плана;
-построение диаграмм статической и динамической остойчивости;
-выполнение расчетов аварийной остойчивости и плавучести при затоплении грузового отсека;
-расчет реакции грунта, приложенной к днищу судна на мели;
-расчет балластировки судна, обеспечивающий посадку на ровный киль;
-расчет и построение кривых буксировочного сопротивления и эффективной мощности главных двигателей.
Информационной основой для выполнения курсового проекта является Информация об остойчивости транспортного рефрижераторного судна «Олюторский Залив». Теоретической основой курсового проектирования являются учебные пособия по дисциплине «Теория и устройство судна», Правила классификации и постройки морских судов РМРС.

1. Расчет загрузки.
Расчет количества груза, принимаемого к перевозке, и его размещение на судне принято называть составлением грузового плана. Грузовой план представляет собой схему расположения грузов на судне.
Согласно задания на курсовое проектирование, к перевозке принимается максимальное количество заданного груза. Груз перевозиться только в грузовых помещениях.
Для составления грузового плана необходимо рассчитать количество запасов на предстоящий рейс, дедвейт по заданную грузовую марку (в данном случае по зимнюю).
Для расчета судовых запасов на предстоящий рейс использовались таблицы «расположение судовых запасов на 5000 миль» из типовых случаев нагрузки Информации об остойчивости.
Расчет судовых запасов, на «Отход» при предстоящем рейсе дальностью 5938 м.миль:
— тяжелое топливо Ртт = 5938 * 542.7 / 5000 = 644.5 ,т
— дизельное топливо Рдт = 5938 * 76.5 / 5000 = 90.8 ,т
— смазочное масло Рм = 5938 * 100.7 / 5000 = 119.6 ,т
— пресная вода Рпв = 5938 * 375.1 / 5000 = 445.5 ,т
— грязная вода Ргв = 5938 * 7.9 / 5000 = 9.4 ,т
Расчет судовых запасов, на «Приход» при предстоящем рейсе дальностью 5938м.миль:
— тяжелое топливо Ртт = 5938 * 54.2 / 5000 = 64.4 ,т
— дизельное топливо Рдт = 5938 * 7.7 / 5000 = 9.1 ,т
— смазочное масло Рм = 5938 * 58.0 / 5000 = 68.9 ,т
— пресная вода Рпв = 5938 * 159.1 / 5000 = 188.9 ,т
— грязная вода Ргв = 5938 * 10.0 / 5000 = 11.9 ,т
Максимальное водоизмещение судна определяется грузовой маркой. Поскольку дана зимняя грузовая марка, то сначала рассчитываем осадку по зимнюю грузовую марку:
dз = dл 47/48 = 8.134 ,м
По найденной осадке из гидростатических кривых, представленных в приложении к методическим указаниям, находим максимально водоизмещение судна:
?мах= 16935 ,т
Общее количество запасов, необходимых на «отход» с учетом длительности предстоящего рейса, провизии и экипажа:
Рз = Ртт + Рдт + Рм + Рпв + Ргв + Рэк = 1326.1 ,т
Максимальная грузоподъемность судна на предстоящий рейс (максимальное количество груза, которое судно может перевезти в данном рейсе с учетом необходимых запасов и осадке по заданную грузовую марку):
Ргр = ?мах — ?0 — Рз = 8347 ,т
Объем грузовых помещений, необходимый для данного количества груза (сухие фрукты в ящиках), при удельном погрузочном объеме ? =2:
Wгр = Ргр * ? = 16694 ,м.куб
Поскольку объем всех трюмов меньше необходимого для размещения возможного груза, будем составлять грузовой план по максимальной грузовместимости. При этом грузоподъемность будет использована частично, а вес принятого груза с учетом заполнения всех трюмов будет равен:
Ргр = Wтр / ? = 6663 ,т
После распределения груза по грузовым помещениям составляется таблица расположения грузов в грузовых помещениях и рисуется грузовой план.
При распределении судовых запасов по танкам учитывались следующие положения:
— каждый вид запасов размещался только в тех танках, которые предназначены для них (тяжелое топливо – в танках для тяжелого топлива, пресная вода — в танках для пресной воды и т.п.);
— в первую очередь производилось заполнение расходных танков, затем отстойных, далее всех остальных;
— смазочные масла принимались в первую очередь в чистые танки;
— танки заполнялись симметрично относительно ДП, для избегания крена судна;
— по каждому виду запасов неполным оставался только один танк;
— при расчете учитывалась поправка на свободную поверхность жидкостей в частично заполненных танках.
2. Грузовой план
т/х «Олюстровский Залив» рейс Владивосток – Литтлтон
груз сухие фрукты в ящиках ?=2 м.куб/т

Расположение груза в грузовых помещениях
Грузовое помещение Вид груза Объем, м.куб Р, т Z, м Mz, тм Х, м Мх, тм
Трюм 1 низ фрукты сух. в ящ. 727,00 363,50 3,78 1374,03 40,86 14852,61
Трюм 1 середина фрукты сух. в ящ. 801,00 400,50 7,21 2887,61 41,73 16712,87
Трюм 1 верх фрукты сух. в ящ. 1066,00 533,00 11,46 6108,18 41,88 22322,04
Итого трюм 1 2594,00 1297,00 8,00 10376,00 41,55 53890,35
Трюм 2 низ фрукты сух. в ящ. 1115,00 557,50 3,73 2079,48 22,43 12504,73
Трюм 2 середина фрукты сух. в ящ. 1036,00 518,00 7,18 3719,24 23,03 11929,54
Трюм 2 верх фрукты сух. в ящ. 1151,00 575,50 11,42 6572,21 22,97 13219,24
Итого трюм 2 3302,00 1651,00 7,35 12134,85 22,81 37659,31
Трюм 3 низ фрукты сух. в ящ. 1343,00 671,50 3,69 2477,84 -4,46 -2994,89
Трюм 3 середина фрукты сух. в ящ. 1157,00 578,50 7,18 4153,63 -4,10 -2371,85
Трюм 3 верх фрукты сух. в ящ. 1254,00 627,00 11,42 7160,34 -4,65 -2915,55
Итого трюм 3 3754,00 1877,00 7,37 13833,49 -4,63 -8690,51
Трюм 4 низ фрукты сух. в ящ. 1249,00 624,50 3,72 2323,14 -24,37 -15219,07
Трюм 4 середина фрукты сух. в ящ. 1154,00 577,00 7,18 4142,86 -24,93 -14384,61
Трюм 4 верх фрукты сух. в ящ. 1273,00 636,50 11,42 7268,83 -24,87 -15829,76
Итого трюм 4 3676,00 1838,00 7,47 13729,86 -24,72 -45435,36

Всего груза фрукты сух. в ящ. 13326,00 6663,00 7,52 50074,20 5,62 37423,79

3. Расчет посадки и остойчивости судна на «Отход»
Наимнование Вес,т z от ОП, м Mz, тм x от мид, м Мх, тм ?М, тм
Тяжелое топливо 0.92
танк 1.10 139,00 0,75 104,25 -8,34 -1159,26
танк 1.11 139,00 0,75 104,25 -8,34 -1159,26
танк 1.13 101,80 5,59 569,06 -36,49 -3714,68 89,00
танк 1.12 перелива 30,70 0,93 28,55 -37,86 -1162,30
танк 1.18 отстойный 74,00 9,09 672,66 -36,53 -2703,22
танк 1.19 отстойный 70,00 8,88 621,60 -36,54 -2557,80
танк 1.20 расх. Кот. Топ. 15,00 11,85 177,75 -36,57 -548,55
танк 1.21 расходной 15,00 11,85 177,75 -36,57 -548,55
танк 1.22 расходной 60,00 11,33 679,80 -36,42 -2185,20
итого тяжелого топлива 644,50 3135,67 -15738,82 89,00

Дизельное топливо 0.86
танк 2.3 14,30 0,78 11,15 -23,98 -342,91 612,00
танк 2.4 перелива 30,00 0,97 29,10 -39,42 -1182,60
танк 2.5 отстойный 22,40 11,86 265,66 -36,57 -819,17
танк 2.6 расходный 24,10 11,33 273,05 -36,77 -886,16
итого дизельного топлива 90,80 578,97 -3230,84 612,00

Смазочное масло
танк отраб.масла 3.8 10,30 1,10 11,33 -57,35 -590,71
танк сточного масла 3.5 24,60 1,16 28,54 -47,83 -1176,62
танк цил.масла 3.9 20,40 11,83 241,33 -65,30 -1332,12
танк запасного масла 3.10 25,40 11,91 302,51 -65,14 -1654,56
танк запасного масла 3.11 38,90 12,35 480,42 -69,10 -2687,99
итого смазочного масла 119,60 1064,13 -7441,99 0,00

Пресная вода 1.00
танк охлаждающей 4.1 17,10 0,98 16,76 -40,94 -700,07
танк кот. Пит. 4.2 57,80 7,25 419,05 -57,96 -3350,09
танк кот. Пит. 4.3 57,80 7,25 419,05 -57,96 -3350,09
танк конденс.пит.в 4.4 40,30 9,03 363,91 -65,82 -2652,55
танк конденс.пит.в 4.5 30,10 9,03 271,80 -65,82 -1981,18 76,00
танк питьевой воды 4.6 115,00 11,74 1350,10 -66,03 -7593,45
танк питьевой воды 4.7 125,00 12,03 1503,75 -66,70 -8337,50
танк охлаждающей 4.8 2,40 3,00 7,20 -62,81 -150,74
итого питьевой воды 445,50 4351,62 -28115,67 76,00

Грязная вода 1.00
фекальный танк 3.12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
льяльной воды 3.15 6,20 3,05 18,91 24,84 154,01
медблок 3.16 2,10 11,86 24,91 24,84 52,16
шламный 3.17 1,10 0,93 1,02 -46,32 -50,95
итого грязной воды 9,40 44,84 155,22 0,00

Итого запасов 1309,80 9175,23 -54372,10 777,00

?
Итого запасов 1309,80 9175,23 -54372,10 777,00
Судно порожнем 7261,90 10,09 73307,00 -13,82 -100383,00
Экипаж, провизия 16,30 301,00 -745,00
Груз в трюмах 6663,00 7,52 50074,20 5,62 37423,79
Груз в танках 0,00 0,00 0,00
Груз на палубе 0,00 0,00 0,00
Всего балласта 0,00 0,00 0,00
Водоизмещение 15251,00 8,71 132857,43 -7,74 -118076,31
Поправка на запасы 777,00
Поправка на нал. Груз 0
Поправка на балласт 0,00
Всего поправка ,тм 777,00
Момент Mz расчетный ,тм 133634,43
ЦМ расчетный Zg ,м 8,76
ЦМ допустимый Zg ,м 9,33
Апликата метацентра Zm ,м 9,33
Метацентрическая высота Без поправки h0=Zm — Zg ,м 0,62
Поправка ,м 0,05
Исправленная h=h0 — ,м 0,57
Осадки Средняя dср ,м 7,38
Носом dн ,м 4,62
Кормой dк ,м 10,14

4. Расчет посадки и остойчивости на «Приход»
Наимнование Вес,т z от ОП, м Mz, тм x от мид, м Мх, тм ?М, тм
Тяжелое топливо 0.92
танк 1.20 расх. Кот. Топ. 4,40 11,85 52,14 -36,57 -160,91
танк 1.22 расходной 60,00 11,33 679,80 -36,42 -2185,20
итого тяжелого топлива 64,40 731,94 -2346,11 0,00

Дизельное топливо 0.86
танк 2.6 расходный 9,10 11,33 103,10 -36,77 -334,61
итого дизельного топлива 9,10 103,10 -334,61 0,00

Смазочное масло
танк цил.масла 3.9 4,60 11,83 54,42 -65,30 -300,38
танк запасного масла 3.10 25,40 11,91 302,51 -65,14 -1654,56
танк запасного масла 3.11 38,90 12,35 480,42 -69,10 -2687,99
итого смазочного масла 68,90 837,35 -4642,93 0,00

Пресная вода 1.00
танк кот. Пит. 4.2 13,70 7,25 99,33 -57,96 -794,05 77,00
танк кот. Пит. 4.3 57,80 7,25 419,05 -57,96 -3350,09
танк питьевой воды 4.6 115,00 11,74 1350,10 -66,03 -7593,45
танк охлаждающей 4.8 2,40 3,00 7,20 -62,81 -150,74
итого питьевой воды 188,90 1875,68 -11888,33 77,00

Грязная вода 1.00
фекальный танк 3.12 11,90 11,89 141,49 32,92 391,75
итого грязной воды 11,90 141,49 391,75 0,00

Итого запасов 343,20 3689,56 -18820,23 77,00
?
Итого запасов 343,20 3689,56 -18820,23 77,00
Судно порожнем 7261,90 10,09 73307,00 -13,82 -100383,00
Экипаж, провизия 11,50 223,00 -476,00
Груз в трюмах 6663,00 7,52 50074,20 5,62 37423,79
Груз в танках 0,00 0,00 0,00
Груз на палубе 0,00 0,00 0,00
Всего балласта 0,00 0,00 0,00
Водоизмещение 14279,60 8,91 127293,76 -5,76 -82255,44
Поправка на запасы 77,00
Поправка на нал. Груз 0
Поправка на балласт 0,00
Всего поправка ,тм 77,00
Момент Mz расчетный ,тм 127370,76
ЦМ расчетный Zg ,м 8,92
ЦМ допустимый Zg ,м 9,35
Апликата метацентра Zm ,м 9,35
Метацентрическая высота Без поправки h0=Zm — Zg ,м 0,44
Поправка ,м 0,01
Исправленная h=h0 — ,м 0,43
Осадки Средняя dср ,м 7,02
Носом dн ,м 5,10
Кормой dк ,м 8,94

Поскольку запасы на судне распределяются симметрично относительно ДП, крен отсутствует. Расчетная осадка dср определяется по величине рассчитанного водоизмещения из гидростатических кривых, представленных в приложении к методическим указаниям. Из этих же кривых выбираются значения ЦТ площади ватерлинии xf, абсцисса центра величины хс и момент, дифферентующий судно на 1 м – М1м.
Для нашего варианта загрузки на «Отход» указанные величины соответственно равны:
xf = -1.95 ,м
хс = -1.17 ,м
d = 7.46, м
М1м = 18163 тм/м
Для нашего варианта загрузки на «Приход» указанные величины соответственно равны:
xf = -1.47 ,м
хс = -1.14 ,м
d = 7.06, м
М1м = 17189 тм/м
Дифферент судна, осадки носом и кормой можно рассчитать, используя выражения:

Указанные величины на «Отход», соответственно, равны:

Указанные величины на «Приход», соответственно, равны:

5. Проверка грузового плана
Для оценки правильности составления грузового плана необходимо произвести проверку посадки, остойчивости и прочности судна.

5.1. Проверка посадки судна
Согласно раздела «Ограничения и рекомендации капитану» Информации об остойчивости, следующие ограничения по посадке судна должны быть соблюдены:
— крен судна отсутствует, дифферент 5.52 м на корму на «Отход» и 3.83 м на «Приход»;
— средняя осадка в морской воде 7.38 м на «Отход» и 7.02 м на «Приход», что не превышает осадки 8.134 м (осадки по зимнюю грузовую марку);
— осадка носом более 3.4 м в обоих случаях, что достаточна для избегания слеминга;
— осадка кормой более 5.7 м в обоих случаях, что достаточно для предотвращения перегрузки двигателя из-за недостаточного погружения гребного винта;
— осадка на отход более 9.8 м, поэтому на отход требуется дополнительная балластировка судна для уменьшения дифферента для обеспечения аварийной остойчивости;
— осадка кормой на приход менее 9.8 м, что достаточно для обеспечения аварийной остойчивости.
Посадка судна на «приход» соответствует указным в «Информации об остойчивости» судна критериям. Можно сделать вывод, что дополнительная балластировка, перемещение или снятие грузов и запасов требуется только на «отход».

5.2. Проверка остойчивости.
После составления грузового плана необходимо проверить остойчивость судна для конкретного варианта загрузки. В части IV Правил постройки и классификации судов РМРС приведены общие требования к остойчивости судов. Остойчивость судна проверяется для вариантов загрузки на «отход» и на «приход» сравнением возвышения расчетного центра масс над основной плоскостью с допустимым. Если расчетное значение не превосходит допустимое, то остойчивость судна соответствует требованиям Регистра по основным критериям. Для вариантов загрузки на «Отход» и на «Приход» расчетные значения возвышения центра масс менее допустимых Zg < Zg доп, следовательно судно удовлетворяет основным требованиям к остойчивости. Для проверки остойчивости судна по дополнительному критерию ускорения К* необходимо рассчитать величину ускорения: Для загрузки судна на «Отход»: B=22.2 ,м – ширина судна m0=0.34 – коэффициент, определяемый по таблице в зависимости от (менее 0,1) объемное водоизмещение судна ( т/м3 – плотность забортной воды) m=0.43 – нормируемая частота собственных колебаний судна h0 – метацентрическая высота без поправок ?r=20.5? - амплитуда качки в градусах, определяется по кривым амплитуды качки ауск=0.093 K*=3.22 >1 – критерий ускорения, который определяется из соотношения
Для загрузки судна на «Приход»:
B=22.2 ,м – ширина судна
m0=0.34 – коэффициент, определяемый по таблице в зависимости от
m=0.52 – нормируемая частота собственных колебаний судна
?r=20? — определяется по кривым амплитуды качки
ауск=0.132
K*=2.27 >1 – критерий ускорения, который определяется из соотношения

5.3. Проверка местной прочности
Местная прочность проверяется по величине удельной нагрузки на палубу в каждом грузовом помещении.

Помещение Высота штабеля, м Нагрузка на палубу, т/м2 Допустимая нагрузка, т/м2 Соблюдена ли местная прочность
Трюм 1 низ 3.0 1.5 2.32 да
Трюм 1 середина 3.0 1.5 2.33 да
Трюм 1 верх 3.3 1.65 2.56 да
Трюм 2 низ 3.0 1.5 2.32 да
Трюм 2 середина 3.0 1.5 2.33 да
Трюм 2 верх 3.3 1.65 2.56 да
Трюм 3 низ 3.0 1.5 2.32 да
Трюм 3 середина 3.0 1.5 2.33 да
Трюм 3 верх 3.3 1.65 2.56 да
Трюм 4 низ 3.0 1.5 2.32 да
Трюм 4 середина 3.0 1.5 2.33 да
Трюм 4 верх 3.3 1.65 2.56 да

5.4. Проверка общей прочности
Общая прочность проверяется по диаграмме контроля общей прочности. Общая прочность определяется по предельным напряжениям, возникающим при продольном изгибе корпуса.
Достаточность продольной прочности корпуса судна проверяется сравнением расчетного момента от сил дедвейта MDW с допустимым моментом. Величина MDW определяется как половина суммы моментов масс, составляющих дедвейт. Проверка общей прочности проводится по диаграмме контроля общей прочности. В случае загрузки на «Отход» общая прочность соблюдается (точка пересечений красных линий на диаграмме контроля прочности находится в безопасном секторе).

6. Корректировка грузового плана
Произвели корректировку загрузки для выполнения условия «осадка кормой на отход менее 9.8 м», что достаточно для обеспечения аварийной остойчивости. Корректировку загрузки выполнили путем перекачки топлива в носовые цистерны.
Наимнование Вес,т z от ОП, м Mz, тм x от мид, м Мх, тм ?М, тм
Тяжелое топливо 0.92
танк 1.16 233,90 9,23 2158,90 9,34 2184,63 768,00
танк 1.17 229,90 7,00 1609,30 9,49 2181,75 771,00
танк 1.12 перелива 30,70 0,93 28,55 -37,86 -1162,30
танк 1.18 отстойный 30,00 9,09 272,70 -36,53 -1095,90
танк 1.19 отстойный 30,00 8,88 266,40 -36,54 -1096,20
танк 1.20 расх. Кот. Топ. 15,00 11,85 177,75 -36,57 -548,55
танк 1.21 расходной 15,00 11,85 177,75 -36,57 -548,55
танк 1.22 расходной 60,00 11,33 679,80 -36,42 -2185,20
итого тяжелого топлива 644,50 5371,15 -2270,33 1539,00

Дизельное топливо 0.86
танк 2.1 14,30 3,53 50,48 8,42 120,41 504,00
танк 2.4 перелива 30,00 0,97 29,10 -39,42 -1182,60
танк 2.5 отстойный 22,40 11,86 265,66 -36,57 -819,17
танк 2.6 расходный 24,10 11,33 273,05 -36,77 -886,16
итого дизельного топлива 90,80 618,30 -2767,52 504,00

Смазочное масло
танк отраб.масла 3.8 10,30 1,10 11,33 -57,35 -590,71
танк сточного масла 3.5 24,60 1,16 28,54 -47,83 -1176,62
танк цил.масла 3.9 20,40 11,83 241,33 -65,30 -1332,12
танк запасного масла 3.10 25,40 11,91 302,51 -65,14 -1654,56
танк запасного масла 3.11 38,90 12,35 480,42 -69,10 -2687,99
итого смазочного масла 119,60 1064,13 -7441,99 0,00

Пресная вода 1.00
танк охлаждающей 4.1 17,10 0,98 16,76 -40,94 -700,07
танк кот. Пит. 4.2 57,80 7,25 419,05 -57,96 -3350,09
танк кот. Пит. 4.3 57,80 7,25 419,05 -57,96 -3350,09
танк конденс.пит.в 4.4 40,30 9,03 363,91 -65,82 -2652,55
танк конденс.пит.в 4.5 30,10 9,03 271,80 -65,82 -1981,18 76,00
танк питьевой воды 4.6 115,00 11,74 1350,10 -66,03 -7593,45
танк питьевой воды 4.7 125,00 12,03 1503,75 -66,70 -8337,50
танк охлаждающей 4.8 2,40 3,00 7,20 -62,81 -150,74
итого питьевой воды 445,50 4351,62 -28115,67 76,00

Грязная вода 1.00
фекальный танк 3.12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
льяльной воды 3.15 6,20 3,05 18,91 24,84 154,01
медблок 3.16 2,10 11,86 24,91 24,84 52,16
шламный 3.17 1,10 0,93 1,02 -46,32 -50,95
итого грязной воды 9,40 44,84 155,22 0,00

Итого запасов 1309,80 11450,03 -40440,29 2119,00

Итого запасов 1309,80 11450,03 -40440,29 2119,00
Судно порожнем 7261,90 10,09 73307,00 -13,82 -100383,00
Экипаж, провизия 16,30 301,00 -745,00
Груз в трюмах 6663,00 7,52 50074,20 5,62 37423,79
Груз в танках 0,00 0,00 0,00
Груз на палубе 0,00 0,00 0,00
Всего балласта 0,00 0,00 0,00
Водоизмещение 15251,00 8,86 135132,23 -6,83 -104144,50
Поправка на запасы 2119,00
Поправка на нал. Груз 0
Поправка на балласт 0,00
Всего поправка ,тм 2119,00
Момент Mz расчетный ,тм 137251,23
ЦМ расчетный Zg ,м 9,00
ЦМ допустимый Zg ,м 9,33
Апликата метацентра Zm ,м 9,33
Метацентрическая высота Без поправки h0=Zm — Zg ,м 0,47
Поправка ,м 0,14
Исправленная h=h0 — ,м 0,33
Осадки Средняя dср ,м 7,39
Носом dн ,м 5,02
Кормой dк ,м 9,77

7. Расчет критериев остойчивости

Построение диаграмм статической остойчивости
Диаграмма статической остойчивости на «отход» строится по значениям плеч остойчивости формы (пантокаренам), диаграмма статической остойчивости на «приход» строится по универсальной диаграмме статической остойчивости. Универсальная диаграмма остойчивости – диаграмма остойчивости судна с неравномерной пропорциональной синусам углов крена шкалой абсцисс, семейством кривых плеч остойчивости формы для различных водоизмещений и шкалой метацентрических высот по оси ординат для построения прямых лучей, определяющих остойчивость веса.

На графиках диаграмм статической остойчивости построены так же проверочные треугольники, катетами которых являются соответствующие метацентрические высоты и угол крена в 57.3°. Гипотенуза треугольников совпадает с начальным участком диаграмм остойчивости.
Снятые с диаграмм значения максимального плеча диаграммы, угла максимального плеча и угла заката диаграммы представлены в расчетной таблице.

Углы крена 0 10 20 30 40 50 60 70
Отход Zg=9 м ?=15251 т
Плечо формы lф ,м 0,000 1,636 3,308 5,066 6,588 7,569 8,106 8,292
sin ( ) 0,0000 0,1736 0,3420 0,5000 0,6427 0,7660 0,8660 0,9396
Плечо веса Zg*sin( ) ,м 0,00 1,56 3,08 4,50 5,78 6,89 7,79 8,46
Плечо остойчивости lст 0,00 0,07 0,23 0,57 0,80 0,68 0,31 -0,16
Плечо динам. lдин ,м 0,0000 0,0064 0,0329 0,1024 0,2219 0,3509 0,4371 0,4499
Показатели остойчивости
h=0.33 м K=3.19 lmax=0.80 м ?m=40 ?y=67
Приход ?=14279 т Zg=8.92 м
Плечо остойчивости lст 0,00 0,09 0,27 0,63 0,92 0,81 0,47 -0,02
Показатели остойчивости
h=0.43 м lmax=0.9 м ?m=40 ?y=69

Для оценки остойчивости согласно правил РМРС необходимо определить критерий погоды К, который равен отношению опрокидывающего момента (условного расчетного кренящего момента, который опрокидывает судно) к величине кренящего момента.
Плечо кренящего момента от действия ветра lv=0.119 м. Для определения критерия погоды необходимо построить диаграмму динамической остойчивости и найти по ней плечо опрокидывающего момента lc=0.38, K=lc/lv=3.19>1

Проверка остойчивости варианта загрузки судна на «Отход» на соответствие требованиям Регистра:
-критерий погоды К=3.19>1
-начальная исправленная метацентрическая высота всех судов при всех вариантах нагрузки, за исключением варианта «судно порожнем» должна быть не менее 0.15 м, hисп=0.33 м > 0.15 м
-максимальное плечо статической остойчивости должно быть не менее 0.25 м для судов длиной L?80 м и не менее 0.2 для судов L?105 м, для промежуточных длин судов величина плеча определяется интерполяцией, lмах=0.80 м > 0.20 м
-угол максимума диаграммы статической остойчивости ?max=40?>30?
-предел положительной статической остойчивости (закат диаграммы) должен быть не менее 60°, угол заката диаграммы статической остойчивости ?y=67?>60?

8. Расчет непотопляемости

Расчет непотопляемости производится для варианта загрузки на «Отход». При аварийном затоплении отсека непотопляемость считается обеспеченной, если выполняется требование к аварийной посадке и аварийной остойчивости.
Аварийная плавучесть и аварийная остойчивость судна считаются обеспеченными, если при затоплении отсеков выполняются следующие условия:
— начальная метацентрическая высота, рассчитанная по методу постоянного водоизмещения, в конечной стадии затопления для ненакрененного судна до принятия мер по ее увеличению должна быть не менее 0.05 м.
— угол крена при несимметричном затоплении должен быть не более 20° до спрямления и не более 12 ° после;
— протяженность части диаграммы статической остойчивости с положительными плечами без учета срабатывания перетоков, а так же после спрямления (с учетом угла заливания) должна быть не менее 20°;
— максимальное плечо диаграммы статической остойчивости в пределах указанного участка должна быть не менее 0.1 м;
— площадь части диаграммы статической остойчивости с положительными плечами должна быть не менее 0.0175 м*рад;
— аварийная ватерлиния должна проходить, по крайней мере, на 0.3 м ниже опасных отверстий (отверстий, через которые вода может распространиться по судну);
— для грузовых судов допускается вход в воду палубы переборок и даже открытой палубы.
Важнейшей характеристикой, позволяющей оценивать непотопляемость судна, является коэффициент проницаемости отсека ?, равный отношению объема воды, способной заполнить отсек, к теоретическому объему отсека.
Если трюм заполнен грузом, то коэффициент проницаемости трюма равен коэффициенту проницаемости груза ?тр=?г
В нашем варианте все трюма загружены однородным грузом (фрукты сухие) с коэффициентом проницаемости ?тр=?г=0.58. Затапливается Трюм №2.
Абсциссы ЦТ затопленного объема xv, ЦТ потерянной площади ватерлинии xs и пустого отсека xтр принимаются равными по значению xv= xs= xтр=22.43 м.
Площадь ватерлинии до затопления:

Осадка отсека по исходную ватерлинию:

Объем отсека по исходную ватерлинию:

Объем воды, влившейся по исходную ватерлинию:

Потерянная площадь ватерлинии:

Потерянный момент инерции площади ватерлинии:

Изменение средней осадки:

Координаты ЦТ поврежденной ватерлинии:

Изменение центральных моментов:

Изменение метацентрических высот:

Начальная метацентрическая высота при затоплении отсека более 0.05 м. Угол крена равен 0. Требования к аварийной остойчивости и посадке судна выполнены.
В данной курсовой работе нет данных для расчета начальной продольной метацентрической высоты H, поэтому определить продольную метацентрическую высоту после затопления, дифферент и осадки носом и кормой используя указанные методические указания, не представляется возможным.

9. Расчет реакции грунта

м
м

Реакция грунта (сила давления судна на грунт) – рассчитывается как потеря водоизмещения по разности осадок до и после посадки на мель. При посадке на мель уменьшается осадка судна, т.е. происходит как бы потеря его водоизмещения, которая приводит к нарушению равновесия между весом судна и силами поддержания воды. Реакция грунта:

Изменение остойчивости судна на мели соответствует снятию груза массой, численно равной реакции грунта R, с основной плоскости судна.

По величине определяем момент дифферентующий судно на 1 м.
Координаты точки приложения реакции грунта:
м
м

10. Расчет балластировки судна

Необходимо рассчитать комплекс мероприятий, обеспечивающих посадку судна на ровный киль для варианта загрузки судна на «Приход». При расчете балластировки вначале рассчитывается величина продольного момента, обеспечивающего уменьшение дифферента до нуля:

Балластировка
Танк Вес, т z от ОП, м Мz ,тм х ,м Мх ,тм Поправка на свободную поверхность
Форпик 1.1 191,70 11,00 2108,70 67,62 12962,75
Танк 1.2 464,00 9,01 4180,64 57,32 26596,48 124,00
Танк 1.3 464,50 8,89 4129,41 57,30 26615,85 124,00
Танк 1.4 0,00 0,83 0,00 39,69 0,00
Танк 1.5 0,00 0,83 0,00 39,69 0,00
Танк 1.6 0,00 0,77 0,00 21,75 0,00
Танк 1.7 0,00 0,78 0,00 21,81 0,00
Танк 1.8 0,00 0,75 0,00 5,06 0,00
Танк 1.9 0,00 0,75 0,00 5,13 0,00
Итого балласта 1120,20 9,30 10418,75 59,07 66175,08 248,00

После балластировки необходимо выполнить проверку новой загрузки судна.
Итого запасов 343,20 3689,56 -18820,23 77,00
Судно порожнем 7261,90 10,09 73307,00 -13,82 -100383,00
Экипаж, провизия 11,50 223,00 -476,00
Груз в трюмах 6663,00 7,52 50074,20 5,62 37423,79
Груз в танках 0,00 0,00 0,00
Груз на палубе 0,00 0,00 0,00
Всего балласта 1120,20 9,30 10418,75 59,07 66175,08 248,00
Водоизмещение 15399,80 8,94 137712,50 -1,04 -16080,35
Поправка на запасы 77,00
Поправка на нал. Груз 0
Поправка на балласт 0,00
Всего поправка ,тм 77,00
Момент Mz расчетный ,тм 137789,50
ЦМ расчетный Zg ,м 8,95
ЦМ допустимый Zg ,м 9,33
Апликата метацентра Zm ,м 9,32
Метацентрическая высота Без поправки h0=Zm — Zg ,м 0,38
Поправка ,м 0,01
Исправленная h=h0 — ,м 0,37
Осадки Средняя dср ,м 7,06
Носом dн ,м 7,10
Кормой dк ,м 7,02

Расчетная аппликата ЦТ меньше допустимой – судно остойчиво по основным критериям остойчивости.

11.Расчет буксировочного сопротивления и
эффективной мощности двигателя

буксировочное сопротивление судна Rб рассматривается как сумма трех составляющих: сопротивления трения Rтр, вихревого сопротивления (сопротивления формы) Rф и волнового сопротивления Rв:
Rб=Rтр+Rф+Rв
Сопротивление трения и вихревое сопротивление обусловлены вязкостью жидкости, волновое сопротивление – весомостью жидкости.
В практических расчетах используют гипотезу Фруда, согласно которой буксировочное сопротивление находится как сумма сопротивления трения Rтр, зависящего от числа от Рейнольдса, и остаточного сопротивления Rост, зависящего от числа Фруда.
Величина сопротивления трения рассчитывается по эмпирическим формулам, а остаточное сопротивление определяется с использованием кривых, полученных на основе систематических испытаний моделей судов.
Для расчета буксировочного сопротивления используется выражение:

Площадь смоченной поверхности можно определить по эмпирической формуле:

Коэффициент буксировочного сопротивления определяется как сумма коэффициента трения эквивалентной технически гладкой пластины и надбавок на шероховатость и выступающие части:

— надбавка на шероховатость судов,
— надбавка на выступающие части одновинтового судна,
Величина остаточного сопротивления определяется по диаграмме.
Эффективная мощность главного двигателя Ne определяется выражением:

Расчет буксировочного сопротивления и эффективной мощности двигателя представлен в Приложении 1. По данным расчета построены графики буксировочного сопротивления и эффективной мощности в зависимости от скорости судна.

Заключение

В данном курсовом проекте выполнен расчет оптимальной загрузки судна на предстоящий рейс по материалам информации об остойчивости с учетом конструктивных особенностей судна, свойств перевозимого груза, обеспечения остойчивости и непотопляемости на период рейса.
Грузовой план проверен и откорректирован. Построены диаграммы статической и динамической остойчивости судна.
Выполнен расчет аварийного судна при затоплении Трюма №2.
Произведены расчеты по балластировке судна для посадки на ровный киль. После балластировки остойчивость судна проверена по основным критериям.
Выполнен расчет реакции грунта судна сидящего на мели и координат точки приложения силы реакции грунта.
Построены графики буксировочного сопротивления и эффективной мощности двигателя.
Все поставленные в курсовом проекте задачи выполнены в полном объеме. Цель курсового проектирования достигнута, и работа может быть предоставлена на защиту.

Список литературы

1. Дунаевский Я.И. Снятие судна с мели. – М.: Транспорт, 1984. – 168 с.
2. Ермолаева Г.Г. Справочник капитана дальнего плавания. – М.: Транспорт, 1988. -248 с.
3. Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. Одиннадцатое издание. Морской Регистр Судоходства. – С.-Петербург, Дворцовая набережная, 8. 2008. – 502 с.
4. Самсонов С.В. Элементы плавучести и остойчивости и их расчет в судовых условиях. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2001.-60с.
5. Самсонов С.В. Основы теории судна. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2002.-100с.
6. Снопков, В. И. Технология перевозки грузов морем : учебник / В. И. Снопков. — 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Профессионал, 2006. — 545 с.
7. Т/х «Олюторский Залив». Информация об остойчивости судна. Владивосток: ПКБ АО «ДВМП», 1997. -98с.





Похожие статьи






There is no ads to display, Please add some

Добавить комментарий

Реклама